上周,一个名为「衣架套头挑战」的话题莫名登上热搜,微博博主@WankerStudio 发布的一段视频率先把这个奇怪的挑战带入了大家的视野。挑战的内容来源于日本一档综艺节目,简单来说,就是把衣架套在头上,头会不由自主地转向一侧。
套上衣架头就转了?图源:日本综艺节目《ヒルナンデス》
不过,在接受挑战的人并非每一个都能成功:有人一脸「这什么沙雕」,不动如山;有人表情惊奇地转头,演技浮夸。
「多少有点演的成分。」作者本人第一次看到这个视频的时候心中也充满着不屑和怀疑,但很快,评论区网友们的讨论又激起了我的好奇心。
微博截图
真的假的?怀着「倒要看看他葫芦里卖的什么药」的心情,我默默从床上爬起来,找出柜子里的衣架,缓缓套在头上,然后……
居然真的会转!!!!
而「衣架套头」这一话题迅速引来了各路科普博主,央视《走近科学》栏目主持人张腾岳还亲自发布视频来讲解这个实验。
幸好他没有做成上中下三集
图源:微博截图
尽管真香了,但我还是十分好奇,「衣架套头挑战」究竟是怎么回事呢?
谁是第一个拿衣架套头的人才?
衣架套头?对于这样一个奇怪的姿势,许多人的第一反应是:
华生你发现了盲点
事实上,这个现象最早在 1991 年被丹麦神经学家克里斯坦森发现。不过,克里斯坦森比较保守,他使用的并非衣架,而是硬纸箱。
克里斯坦森的实验示意图
图源:参考文献 1
他发现,如果像图 A 一样把硬纸箱「正着」套在头上,什么都不会发生。但如果把硬纸箱转过一定角度,像图 B 所示「斜着」套在头上,那么头就会不由自主地转向相反的方向。
克里斯坦森找来 10 名健康的志愿者尝试了「纸箱套头」实验,只有一位女性志愿者没有成功,原因是她的头「太圆了」(conic shape of her head)。
随后,克里斯坦斯在 the Lancet 上发表一篇论文来描述这种现象,但当时的他并不知道「纸箱套头」背后的原理究竟是什么。
无独有偶,在大洋彼岸的日本,也有人发现了类似的现象。2003 年,在富士电视台一档名为《トリビアの泉》的综艺中,第一次出现了「衣架套头」这个实验。
厚重的包浆充满了年代感
图源:日本综艺节目《トリビアの泉》
随后,针对「衣架套头实验」的研究开始在日本这片神奇的土地上发展壮大。为首的一群科学家来自日本电气通信大学梶本实验室(Kajimoto Laboratory),也是他们首先将这一现象正式命名为「衣架反射」(Hanger Reflex,HR)。
衣架套头,为啥头会转?
梶本实验室从 2008 年就开始针对衣架反射现象进行了一系列调查研究。事实上,全世界一共就只有十几篇关于衣架反射的论文,几乎全部来自这个不走寻常路的实验室。
这个实验室看起来就挺有想法
图源:Kajimoto Laboratory 官网首页
衣架套头,头究竟为什么会转?这也正是梶本实验室要解决的第一个问题。
有人认为这是由于衣架的重量不平均,头会不由自主地偏向有钩子的那一侧;也有人认为是痛感激发了人们「趋利避害」的本能,试图通过转头来减轻压力……
梶本实验室选择从科学角度出发。他们设计了一款可以在头上围一整圈的压力感受器,用来测试衣架套头时,头的不同部位分别承受多大压力。
不同情况下,衣架在头上的压力分布
图源:参考文献 3
研究发现,无论衣架钩子朝向什么方向,当头转向左边时,2 个压力峰值出现在头部的左前区(left frontal temporal region)和右后区(right occipital temporal region);当头转向右边时,2 个压力峰值出现在头部的右前区(right frontal temporal region)和左后区(left occipital temporal region)。
而多出来的的那个小小的峰值,就是衣架钩子自身的重量,从试验结果来看,它所带来的影响并不能改变头的转向。
简化模型消除了衣架钩子的重量影响之后的结果
图源:参考文献 4
那么,衣架反射的原理究竟是什么呢?经过一系列的研究,梶本实验室认为,要满足衣架反射的条件,首先人的头部应该呈一个长椭圆形。(这也解释了为什么在 1991 年克里斯坦森的首次试验中,有一位女士因为「头太圆」而失败。)
衣架夹头的受力分析
图源:参考文献 4
这种情况下,衣架套头之后,在前部和后部形成的压力尽管大小相同,但方向不能成一直线,始终存在旋转力矩。
假设你是一个摩擦力为 0 的极致光头,那么,衣架就会倾向于自动旋转直至平衡(如图 b、c)。
但事实上,由于头发和皮肤会阻碍衣架的自动旋转,当我们的头皮感知到衣架产生的摩擦力时,就会产生一种不平衡的错觉,想要通过转头来维持这种平衡。这时,衣架反射就自然而然地发生了。
转是转了,衣架套头有啥用吗?
在研究衣架反射的原理问题时,梶本实验室的科学家们就已经在尝试脱离「衣架」,把「反射」独立出来。
他们制作了一套装置用来代替衣架,可以从四个不同的方向给佩戴者施加压力。
长得真挺像发廊烫头的某种设备
图源:参考文献 3
随着研究深入,装置的形状和应用场景也发生了不少变化。
一位名叫佐藤未知的研究员正是装置研发领域的个中翘楚。2011 年,他凭借一篇衣架套头的毕业论文顺利留组读博,并继续在这个领域钻研创新。
他先是发现,衣架反射可以应用于腰,然后做了一个戴在腰上的装置,像这样:
图源:梶本实验室官网
他又发现,衣架反射也适用于手腕,然后做了一个戴在手上的装置,像这样:
图源:梶本实验室官网
他还发现,衣架反射甚至还适用于脚踝,然后做了一个戴在脚上的装置,像这样:
图源:参考文献 5
看到这里我们恍然大悟,原来不止是脑袋,全身上下都能转!
原理明白了,装置也有了,那么衣架反射究竟有什么用呢?
事实上,早在 1991 年那篇第一次描述了「纸箱套头」现象中,丹麦神经学家克里斯坦森就提出,这或许能够成为一种治疗旋转型痉挛性斜颈的新方法。
痉挛性斜颈是一种局限于颈部肌肉的肌张力障碍疾病。在旋转型痉挛性斜颈中,患者由于颈部肌肉不由自主的收缩,会出现头偏向一侧不能自由转动的症状。
接受衣架反射装置治疗的患者
图源:参考资料 6
克里斯坦森对 2 名患有旋转型痉挛性斜颈的患者进行了「纸箱套头」治疗,其中一名患者的症状出现了好转:纸箱不仅能够帮助他的头恢复正常位置,甚至在摘下纸箱后,这种效果还能持续 10 到 15 分钟。
而梶本实验室的科学家们也注意到了这一应用。他们简化试验装置,更方便患者佩戴,并对 19 名患有旋转型痉挛性斜颈的病人进行试验。
在试验开始前,研究人员分别测试了患者在不佩戴设备和佩戴设备时的疾病评分,发现佩戴设备时,患者症状有所减轻。随后,这些患者接受每天 30 分钟的治疗,持续 3 个月后再次测试,发现长期进行「衣架反射」治疗可以有效改善旋转型痉挛性斜颈的症状。
接受治疗前后患者的症状评分变化图源:参考文献 6
同时,梶本实验室还认为,这个装置可以结合地图信息,成为残障人士的导航工具。通过不同方向的力让佩戴者的头转向,从而很自然地改变前进方向,甚至还可以通过力的大小调整转向角度。
图源:YouTube 视频
不过,目前这种应用仍在研究开发中。
衣架套头,你也可以
就这样,一个简单而奇葩的衣架套头现象,被一群既有创新精神又有科研思维的科学家们研究出了各种花样,甚至还可以应用在医疗领域,着实令人敬佩。
虽然「衣架反射」这个现象有一定的科研门槛,但「衣架套头挑战」这事儿还是一个参与门槛极低的趣味小实验。在此,尝试太多次而夹到自己头疼的作者还有几个小建议:
1. 最好在没有人的地方尝试,不然容易被迫留下珍贵的影像资料2. 最好先在自己身上尝试,强行给别人佩戴,可能存在安全隐患(对,说的是你的人身安全)3. 放松颈部肌肉,不要对抗旋转的感觉4. 没成功也不要气馁,你可能只是单纯的头太圆
我已经转了,你呢?还愣着干啥?赶快找衣架呀!(责任编辑:gyouza)
致谢:本文经 复旦大学附属华山医院神经内科主任医师、博士生导师 郁金泰教授 专业审核